文档介绍：-电动机系统(V-M系统)的主要问题
V-M系统本质上是带7?、L、E负载的晶闸管可控整流电路，关于它的电路原理、电压和电流波形、机械特性等问题，都已在“电力电子技术”课程中讲授。为了承上启下，本节按照分析和设计直流调速系
(1-7)
一般取Idmin为电动机额定电流的5%-10%o
晶闸管-电动机系统的机械特性
当电流连续时，V-M系统的机械特性方程式为
"=土似。-时=土（答"sin祭osa 一成
(1-8)
式中Cc = K2>n一电机在额定磁通下的电动势系数。
式（1-8）。
改变控制角a,得一族平行直线，这和G-M系统的特性很相似，如图1-10所示。
（图1-10）电流连续时V-M系统的机械特性
图中电流较小的部分画成虚线，表明这时电流波形可能断续，公式（1-8）已经不适用了。上述结论说明，只要电流连续，晶闸管可控整流器就可以看成是一个线性的可控电压源。
当电流断续时，由于非线性因素，机械特性方程要复杂得多。以三相半波整流电路构成的V-M系统为例，电流断续时机械特性须用下列方程组表示
a/2{72 cos °[sin(- + a + 0-(p')- sin( —+ « -(p')Q^ec^(p]
(1-9)
(1-10)
n =6 6
C(l-ef)
4 = 3予? [cos(£ + a)-cos(£ + a + 0)~ 伽]
2 兀A 6 6 \2U2
a）L
式中Q一阻抗角 9 = arctg —
K
e一一个电流脉波的导通角。
当阻抗角（p值已知时，对于不同的控制角a,可用数值解法求出一族电流断续时的机
械特性。（应注意：当o<n/3时，特性略有差异，详见参考文献［1,6］）对于每一条特性，求解过程都计算到。=2兀/3为止，因为。角再大时，电流便连续了。对应于。=2兀/3的曲线是电流断续区与连续区的分界线。
断续区
图1-11完整的V-M系统机械特性
图1-11绘出了完整的V-M系统机械特性，其中包含了整流状态（太90°）和逆变状态（叱90°）电流连续区和电流断续区。由图可见：当电流连续时，特性还比较硬；断续段特性则很软，而且呈显著的非线性，理想空载转速翘得很高。
一般分析调速系统时，只要主电路电感足够大，可以近似的只考虑连续段，即用连续特性及其延长线（图中用虚线表不）作为系统的特性。对于断续特性比较显著的情况，这样做距实际较远，可以改用另一段较陡的直线来逼近连续段特性，如图1-12所示。这相当于把总电阻R换成一个更大的等效电阻A',其数值可以从实测特性上计算出来，严重时7?'可达实际电阻R的几十倍。
Uc( » s)
UdO( Uc(-
s) s)
K
bs + l
Ud0(
(a)准确 (b)近似
的质
图1-15晶闸管触发与整流装置动态结
构图
max
图1-13晶闸管触发与整流装置的输入-输出特性和虬的测定

在进行调速系统的分析和设计时，可以把晶闸管触发和整流装置当做系统中的一个环节来看待。应用线性控制理论呢时，需求出这个环节的放大系数和传递函数。
实际的触发电路和整流电路都是非线性的，只能在一定但能工作范围内近似看成线性环节。如有可能，最好先用实验方法测出该环节的输入一输出特性，即Ud = f(Uc)曲线，图1T3所示是采用锯齿波触发器移向时的特性。设计时，希望整个调速范围的工作点都落在特性的近似线性范围之中，并有一定的调节余量。这时，晶闸管触发和整流装置的放大系数Ks可由工作范围内的特性斜率决定，计算方法是
如果不可能实测特性，只好根据装置的参数估算。例如，当触发电路控制电压〃的调节范围0~10V是，对应的整流电压丛的变化范围是0-220V时，可取此=220/10 = 22。
在动态过程中，可把晶闸管触发与整流装置看成是一个纯滞后环节，其滞后效应是由晶闸管的失控时间引起的。众所周知，晶闸管一旦导通后，控制电压的变化在该器件关断以前就不再起作用，直到下一相触发脉冲来到时才能使输出整流电压发生变化，这就造成整流电压滞后于控制电压的状况。
下面以单相全波纯电阻负载整流波形为例来讨论上述的滞后作用以及滞后时间的大小 (如图1-14所示)。假设在4时刻某一对晶闸管被触发导通，控制角为％,如果控制电压仅在也时刻发生变化，由么突降到％，但由于晶闸管已经导通，仅的变化对它已经起不到作用，整流电压并不会立即响应，必须等到房时刻该器件关断以后，触发脉冲才有可能控制另一对晶闸管。设新的控制电压帆对应的控制角为C12,则另